Was ist Licht?
Vorwort: Ich bin kein Physiker und obwohl ich selbstverständlich etwas zum Thema Licht recherchiert habe, könnten sich in diesem Artikel fachliche Fehler befinden, auf die ihr mich - sofern vorhanden:D - gerne in den Kommentaren aufmerksam machen könnt.
Einleitung
Die Frage "was ist Licht" mag auf den ersten Blick sehr simpel wirken, doch wenn man genauer hinschaut, merkt man, dass diese Frage uns Menschen schon seit Jahrtausenden beschäftigt und wir die "richtige Antwort" wohl immernoch nicht gefunden haben.
Um solche komplizierten Fragestellungen zu lösen, verwenden Physiker Modelle, die das derzeitig messbare zum Licht erklären können.(das bedeutet, dass Fortschritt in den messungen/experimenten zum licht oft dazu führt, dass man Licht mit dem bis dahin erfolgreichen Modell nicht mehr erklären kann). Insgesamt gab es in der Menschheitsgeschichte wohl grob gesagt 3 bzw. 4 physikalische Lichtmodelle.
Was ist Licht? Antwort der alten Griechen
Die alten Griechen waren wohl mehrheitlich der Überzeugung, Licht sei nichts, dass in unser Auge einfällt, sondern eher etwas, dass strahlenförmig aus unserem Auge herauskommt un die welt um uns herum "abtastet". Dieses Modell, das Licht ein "Strahl" ist hielt sich bis ins Mittelalter hinein.
Gestützt wurde dieses Modell durch Alhazen. Er untersuchte das Auge anatomisch und machte Experimente mit der Camera obscura. (er erkannte das aus unserem auge nichts herauskommt, sondern das Licht in unser Auge einfällt)
Er erkannte, dass unser Auge grob genauso wie die camera obscura funktioniert (denk dir einfach unser Auge an Stelle des dunklen Raumes).
Die damaligen "Auffälligkeiten" bzw Phänomene des Lichts, wie zb Reflexionen, spiegel und damalige Erfindungen wie Brillen, Teleskope (kepler konstruierte den strahlengang, snell und descarte brechungsgesetz)und natürlich die "camera obscura" konnten alle mit dem Strahlenmodell erklärt werden. Doch es gab eben auch Dinge, die mit diesem Modell nicht erklärt werden konnten, wie zb die Lichtteilung in einem Prisma.
Newton versuchte dies dann so zu erklären, indem er annahm, Licht würde aus kleinen Teilchen bestehen, die eine Masse besitzen (sozusagen wie kleine kugeln, die von Gegenständen abprallen und umherfliegen. (Teilchentheorie). Aufgrund seiner enormen Berühmtheit als Physiker war diese Theorie sogar kurz erfolgreich.
Dann kam es 1802 zu einem Experiment, dass eindeutig bewies, dass Licht sich wellenartig fortbewegt bzw wellentypische Eigenschaften besitzt. Dieses Experiment war das Doppelspaltexperiment von Thomas Young.
Dieses Experiment finde ich sehr genial. An sich ist es sehr simpel, aber war eben trotzdem ein bahnbrechender Meilenstein für die Suche nach der Antwort auf die Frage "was ist Licht?".
In diesem Bild von mir sieht man das Experiemt grob skizziert.
Rechts sieht man das Interferenzmuster, dass durch eine Überlagerung der Wellen (konstruktive und destruktive Interferenz) entstanden ist. Bei der konstruktiven Interferenz (da wo es am hellsten ist) trifft der "Wellenberg" der Lichtwelle aus Spalt 1 auf den Wellenberg der Lichtwelle aus Spalte 2.
Bei der destruktiven Interferenz (das wo es im Interferenzmuster dunkel ist) trifft Wellenberg auf Wellental (Gangunterschied=1/2).
Lange Rede kurzer Sinn: Am Interferenzmuster sieht man, dass Licht sich wellentypisch verhält, würde es sich nämlich dem Strahlenmodell gemäß verhalten, sähe dieses Experiment anders aus (kann sich wohl jeder vorstellen).
Okay man wusste jetzt also Licht ist eine Welle. Dieses Wellenmodell funktionierte auch eine Zeitlang sehr gut, bis Heinrich Hertz kam. Hertz entdeckte übrigens auch, dass Licht nichts anderes als eine Elektromagnetische Welle ist. Darum liest man heute bei jeder Definition: Licht ist das sichtbare spektrum der elektromagnetischen wellen blabla...
Bedeuten tut das, dass Licht eine Welle wie Radiowellen,... ist nur einer anderen Frequenz.
Aber zurück zu der Entdeckung von Hertz, die das Wellenmodell des Lichts ins Wanken brachte. Seine Entdeckung beruhte auf dem sogenannten Photoelektrischen Effekt. Hier seht ihr den Experimentaufbau, wie ihn der deutsche Physiker Hallwachs aufgebaut hat.
Das Photoeffekt Experiment (da gibt es auch viele verschiedene aber wir konzentrieren uns jetzt auf das von Hallwachs) finde ich auch genial und es war übrigens auch der Grundstein für Albert Einsteins Nobelpreis, den er ja nicht für seine Relativitätstheorie bekam, sondern für seine Lichtquantenhypothese.
Okay beim Photoeffekt wird eine Metallplatte (die vorher negativ aufgeladen wurde und die mit einem Strommessagerät verbunden ist) mit einer Quecksilberlampe angeleuchtet. Was man nun feststellt ist, dass die negative Ladung der Platte abnimmt. Erklärung: Das Licht schlägt Elektronen aus der Metallplatte heraus. Schiebt man nun die Lampe näher an die Metallplatte heran (sprich man steigert die Lichtintensität), dann geht der Ladungsabbau schneller voran.
Soweit so gut. Dies ließe sich auch noch mit dem Wellenmodell erklären. Was sich nicht mit dem Wellenmodell erklären lässt, ist, dass wenn man nun eine Glasplatte zwischen Lampe und Metallplatte stellt, keine Ladung mehr abgebaut wird, egal wie stark man die Lichtintensität steigert.
Heinrich Hertz, Hallwachs und alle anderen konnten sich das nicht erklären. Es war Albert Einstein, der dieses Experiment erklären konnte, indem er davon ausging, dass Licht ein sich wellentypisch verhaltender Strom aus masselosen Energieteilchen/portionen (Lichtquanten oder Photonen gennant) ist.
Die Energie dieser Photonen hängt einzig von der Frequenz f des Lichts ab. E=planksches Wirkungsquantum h*Frequenz f
Die Lichtintensität gibt an wieviele Photonen auf die angeleuchtete Metallplatte treffen. Hier ist es nun noch wichtig zu verstehen, dass "ein Photon immer nur auf ein Elektron gehen kann" d.h. immer "1 gegen 1". Die Photonen können sich nicht akkumulieren und zusammen auf 1 armes Elektron gehen:D
Das bedeutet, dass die Photonenenegie (und damit die Frequenz) größer sein muss als die Auslösungsarbeit des Elektrons aus Material x bzw in diesem Fall der Metallplatte. Und bei der von Hallwachs verwendeten Zinkplatte ist es eben so, dass diese zum Auslösen des Elektrons benötigte Energie ziemlich groß ist, weshalb das hochfrequente/kurzwellige UV Licht als einziges in der Lage war die Elektronen aus der Metallplatte zu schlagen.
Fazit: Licht ist ein sich wellentypisch verhaltender Strom aus Energiepaketen (Photonen), deren Energie einzig von der Frequenz des Lichts abhängt.
Und damit sind wir nun beim aktuellen Modell zur Erklärung des Lichts angelangt. Auch bei diesem Modell gibt es schon einige Problem im Bezug auf die Lichtquanten, die wir nicht verstehen, weshalb es wohl irgendwann wieder ein neues Licht-Modell geben wird. Doch wir können mit diesem Modell schon extrem viel erklären und sind der Antwort auf die Frage mit Sicherheit schon ein ganzes Stück näher gekommen.
Über diese Frage könnten man stundenlang reden, weshalb dieser Artikel hier gewissermaßen nur an der Oberfläche kratzt. Ich hoffe er war trotzdem interessant und konnte zum Nachdenken anregen. (man kann dieses Thema ja auch "philosophisch" betrachten)
Der nächste Artikel dreht sich dann allerdings wieder um kryptos:D Weitere Themen auf diesem Blog sind Geld, Sport (kraftsport), Ernährung, Persönlichkeitsentwicklung etc und evtl. mache ich auch mal etwas zum Thema programmieren (Java script zb), da ich vorhabe das zu lernen.
Euch noch eine erfolgreiche Woche
Quellen
- Vortrag zum Licht, Hauptquelle:
Finde es sehr effektiv solche Fragen zu stellen.
Was ist Licht, was ist Raum, was ist Zeit... Der Erkenntnisgewinn zahlt sich später immer aus. Das sind definitiv mehr als nur nice-to-facts. Immer wenn ich solch einen Artikel lese, festigt das das Gerlente immer weiter.
PS. hatte es schonmal beobachtet, find immer interessant wie man bei der Recherche auf sehr ähnliche Pfade gepresst wird. Die Videos hatte ich darmals auch gesehen.
zur Veranschaulichung: letztes Jahr oder so hat das MIT erstmals so ein Photon gefilmt.
Hey, ja da bin ich ganz deiner Meinung!
Echt krass, wie diese Such/Vorschlag Algorithmen funktionieren, da sieht man mal wieder wieviel Macht die theoretisch haben können.
Aber da merkt man halt auch irgendwie, wie wenig Menschen sich mit solchen Dingen intensiv beschäftigen und ihr Wissen teilen.
Klar bei gehypten Themen gibts immer erklär videos/artikel ohne Ende, von denen die meisten halt leider substanzlos sind und keinen wirklichen lerneffekt erzeugen.
Gerade natürlich die "so macht dieter mit Bitcoin Trading 6k im Monat" usw:D
Da sollte man wie du mal geschrieben hast oft einfach lernen mit studien umzugehen.
Krass, danke! Fand ich bei der Recherche echt krass, dass diese Photonen teilweise ja wohl auch "Verbindungen zueinander haben"usw.
Grüße
Entanglement bzw. Verschränkung?
Soweit ich weis nutzt man diesen Quanteneffekt bereits in der Quantenkryptographie und hat sogar einen ersten Banktransfer über Verschränkte Teilchen ausgeführt. Aus nem alten Artikel:
PS. ich dacht schon ich bin der einzige der hier so spricht. Is doch eigentlich niedersächsisch :D
Wow danke für die Informationen
Genial. Wäre mir gar nicht in den Sinn gekommen sowas.
Oh haha:D Normal spreche ich hochdeutsch aber kann natürlich gut sein das ich mir das angewöhnt hab (oder mein sprachzentrum ist selber kreativ geworden; war letztens überzeugt, dass man "trinken" mit d schreibt😂
Licht ist zu ende gedacht am Ende Erkenntnis. Vermutlich werden wir zu dieser Erkenntnis kommen, wenn wir da hinschauen, wo wir nichts sehen. Das Filmchen ist sehr erhellend und es stellt sich die Frage wo sich Licht in der Raumzeit befindet, wenn es nicht für das menschliche Auge sichtbar ist.
Ist die Sichtbarkeit für den Menschen also am Ende vielleicht doch ein orthograder Prozess, der auf quantemechanischer Interaktion des homosapiens mit seiner Umwelt beruht - sprich hatten die alten Griechen am zumindest in Teilen recht, wenn wir Licht nicht sehen können, dass die Ursache hierfür nicht das Licht selber, sondern die menschliche Existenz ist?
In der Aufnahme wird meines Erachtens ein Urprinzip des Universums sichtbar - ein Ereignishorizont der besonderen Art, wonach das Photon in einem Light hole, wie ich es mal nennen will kurze Zeit verschwindet um am anderen Ende wieder neu in Erscheinung zu treten, sprich wiedergeboren wird. Ein Prinzip dass ich auch für schwarze Löcher vermute.
In dem Augenblick wo das Photon verschwindet meint man eine Hawking Strahlung erkennen zu können, welche per gravitation an das Lichtphoton gebunden diesem zu folgen scheint....
Die Aufnahmen sind irre - und kannte ich noch nicht. Danke!
eine erstaunliche Fähigkeit die Deduction. Allerdings ist alles was wir sehen und nicht sehen aber erschließen können auch nur das was die Umstände erlauben. Da wo die Umstände kein Leben zulassen, da keine Erkenntniss (anthropisches Prinzip/Beobachter-Selektions Bias).
oder so formuliert, ja. Immer wenn wir davon ausgehen dass das was uns ins Zentrum des Geschehens rückt besonders und aussagekräftig ist (Der Mensch im Zentrum der Welt, - im Zentrum des Sonnensystems, - dann aber zumindest im Zentrum der Milchstraße...all das war schon falsch...natürlich) dann sollte man sich fragen wie man mentale Erkenntniss überhaupt gewichten sollte. Ich denke wenn sie für technischen Fortschritt messbar was bringt dann gut außerhalb dessen kann man dann aber auch an alles andere glauben (Religion, Spiritualismus) und würde genauso richtig liegen außer eben mit dem Atheismus der alle anderen Dinge mangels Evidenz a priori ausschließt.
Ich persönlich lehne es ab den Menschen als zentrales Wesen auf Erden oder gar im Universum anzusehen, so wie es Religionen immer wieder gerne tun.
Feuer, Wasser, Erde Luft waren in der Antike die Grundelemente - nehmen wir Liebe als das fünfte Element, dann ist Licht vielleicht das sechste Element - auch wenn die Ökonomie den Kohlenstoff dazu auserkoren hat.
Doch was ist der Kohlenstoff ohne Licht?
Nichts - oder besser gesagt nicht sichtbar.
Gut festgestellt - ohne Leben gibt es keine Erkenntnis.
Ich gehe sogar soweit zu sagen, dass es ohne Liebe keine Erkenntnis gibt. Dabei muss die Liebe nicht objektbezogen sein, sondern kann auch einfach nur im tun und im hier und jetzt dem Leben den Weg zu höherer Erkenntnis weisen.
Erkenntnis erspringt aus Liebe, Liebe setzt wie richtig erkannt, Leben voraus. Leben ist am Ende Energie - egal ob in materialisierter oder dematerialisierter Form.
Licht ist beides - materialsierte wie auch dematerialisierte Energie - die in der Raumzeit - möglicherweise mehrdimensional ausbreitet - sprich auch jenseits des Ereignishorizontes der menschlichen Erkenntnis.
Ein faszinierendes Medium...
Herzlichen Dank für die erhellende Rückmeldung.
Toller Post!
Can't write in German--leider. Aber sehr interessant.
thanks for your feedback! wish you a great day
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Hi UDCT,
vielen Dank für deinen durchaus schnell umgesetzten Physikartikel. Licht ist wirklich eine faszinierende Sache. Wusstest du, dass das "Schönste Experiment" der Physikgeschichte mit dem Welle-Teilchen-Dualismus zutun hat? Ich glaube es wurde in den 50iger Jahren durchgeführt und geht u.a. auf De-Broglie zurück, welcher ja mathematisch den Zusammenhang von Welle- und Teilchencharakter des Lichts belegte und ich meine in den 20igern einen Nobelpreis dafür erhielt. In dem besagten Experiment jedenfalls strahlte man immer nur einzelne Photonen auf einen Doppelspalt hinter welchem sich ein Schirm befand, welcher bei Kontakt mit den Photonen ein Signal aufzeichnete. Es dauerte ziemlich lange bis statistisch gesehen genug Photonen abgefeuert wurden, jedoch ergab sich dann wieder das typische Welle-Tal-Muster. Man hat es dann auch mit anderen Teilchen untersucht und konnte feststellen, dass es bis zum Iod funktioniert. alle "schwerere" Elemente waren dazu nicht mehr in der Lage. Ich habe die Sache immer so verstanden, dass das Licht beim Abfeuern ein Teilchen ist, beim Flug kann es als Welle aufgefasst werden, welche sich quasi um den Spalt schlängelt und beim Aufprall ist es wieder Teiclhen (korpuskulär).
Vielen Dank jedenfalls, dass du das gemacht und vielen Dank auch für deinen Beitrag zu #de-stem. Wir freuen uns immer sehr über solche Beiträge.
Jetzt werde ich das mal im Kuratorenchat anheften.
Vielen Dank
Chapper
Hey chapper, wieder was gelernt, danke dir.
Ja genau so habe ich das jetzt auch verstanden. Gerade beim "Abfeuern" aus der Sonne muss das Licht sogar Teilchen sein. Wenn ich die Zahlen jetzt richtig im Kopf habe, braucht das Licht vom Inneren der Sonne wo es entsteht über 120 000 Jahre bis ans äußere der Sonne von wo es dann als Welle 8 min bis zu uns braucht und beim Aufprall wieder als Teilchen mit der Materie wechselwirkt.
Was ich auch interessant fand, ist die Streuung, sprich dass sich die Frequenz des Lichts beim Auftreffen auf zb Titandioxid verringern kann (sprich das Licht nach dem Aufprall mit geringerer Frequenz und damit ja geringerer energie weiterfliegt.) wird zb in sonnencremes als physikalischer UV Schutz verwendet.
Guten Tag,
Mein Name ist GermanBot und du hast von mir ein Upvote erhalten. Als UpvoteBot möchte ich dich und dein sehr schönen Beitrag unterstützen. Jeden Tag erscheint ein Voting Report um 19 Uhr, in dem dein Beitrag mit aufgelistet wird. In dem Voting Report kannst du auch vieles von mir erfahren, auch werden meine Unterstützer mit erwähnt. Schau mal bei mir vorbei, hier die Votings Reports. Mach weiter so, denn ich schaue öfter bei dir vorbei.
Euer GermanBot
Die Paint-Skills hauen rein! So will ich das hier sehen, das ist einfach Wahnsinn. Gott sei Dank nächstes mal wieder Krypto-Themen. Ich hatte schon befürchtet, dass es dann wieder um was anderes geht.
Youtube Videos reichen als Quelle aus bei de-stem? Ich bin schon länger am Überlegen wie ich da mal was machen kann mit dem de-stem Tag. Ist wahrscheinlich gar nicht so schwer wie ich mir das wieder vorstelle...
Ja fast picasso stil:D
Naja prinzipiell kann ein youtube video ja genauso viel Infos bieten, wie ein Artikel, also ich sehe keinen Grund, weshalb Videos als Quelle unter "klassischer Literatur" einzuordnen sind (kommt natürlich immer auf die Qualität des jeweiligen Videos an, aber es gibt ja sehr hochwertige).
Am besten machst dus natürlich wie chapper, lauch3d, sco usw und beziehst dich ausschließlich auf Studien, aber da brauchst du natürlich oft auch die Zugänge bzw musst dich oft richtig gut auskennen.
Weiß nicht, wenn du ein interessantes Thema hast, über das du gerne fachlich schreiben willst, benutz doch einfach den de-stem tag, dafür ist er ja da (man soll halt nur nicht spammen, copy&paste, "falsche infos" weitergeben).
Vielleicht gehe ich (oder auch du) auch mal im krypto Bereich richtig in die Mathematik (elliptische Kurven, Signaturen usw) das wäre denke ich super für de-stem.
Wenn es ein Vortrag oder ne gute Dokumation ist... Oder man nimmt vielleicht auch noch andere de-stem Artikel als Quelle - das ist doch dann auch eine wissenschaftliche Vorgehensweise.
Nee, ich wollte etwas über Insekten schreiben. Das rein technische überlasse ich dir und dabei supporte ich dich auch, während ich mich stattdessen lieber um die Krypto-Vision sowie verschiedene Betrachtungen kümmere und eines Tages dann wieder mit der Hydra ankomme.
Genau
Achso, ja Biologie usw wird glaube ich sehr gerne gesehen.
Grüße
!tipuvote 3 steem
[DE]Du hast ein Upvote bekommen, ein Grund zur Freude.
Du hast ein Upvote von mir erhalten. Ich bin ein automatischer VotingBot und veröffentliche einmal am Tag einen Post in dem alle Votes zu finden sind. Der @curationvoter wünscht Dir und deinen Lieben eine tolle Zeit. Vorallem mit viel Sonne. Na dann wuerde ich sagen Steem On. Euer Curationvoter Bis denne[DE]Falls euch danach ist
User wie @steemchiller @portalmine @driveforkids @nosdos brauchen immer wieder mal Unterstützung. @cleanplanet ist auch eine geniale Sache. All diese werden von mir mit täglichen Spenden beglückt. Gut es ist nicht die große Masse aber Kleinvieh macht auch mist. Um dies zu verwirklichen bin ich auf SBD angewiesen die ich durch die täglichen Posts bekommen. Für Support wäre ich sehr dankbar.Hallo ich bin Mikrobi,
dein Beitrag hat mir sehr gut gefallen und du bekommst von mir Upvote.
Ich bin ein Testbot, wenn ich alles richtig gemacht habe, findest du deinen Beitrag in meinem Report wieder.
LG
Mikrobi
Toller Artikel! Den werde ich noch mal lesen am PC... und die Frage nach Licht finde ich total spannend, da denke ich zum Beispiel auch an Lichtnahrung. Oder an Experimente, die den Effekt des Einfrierens auf das Licht in der Nahrung untersucht haben...
Posted using Partiko Android
Dankeschön, ich bin aus Zufall drauf gestoßen und fand es dann auch sehr interessant.
Lichtnahrung und der Effekt von Einfrieren sagt mir jetzt nichts, aber da muss ich vielleicht auch mal nachschauen.
Ich erinnere das aus meiner Ausbildung zur Waldorferzieherin. Also Rudolf Steiner bzw. Anthroposophie...
Posted using Partiko Android